电子显微镜是一套在过去几十年中得到广泛应用的技术，因为它们能够对非常微小的结构（例如生物材料和纳米材料）进行成像。然而，尽管电子显微镜最近才引起人们的兴趣，但它已经使用了几十年，远在经济上具备定期使用可行性之前。电子显微镜被广泛应用的一个领域是研究不同过敏反应的发生机制。

什么是电子显微镜？

电子显微镜是一组高倍显微镜技术，使用电子而不是光子对样本进行成像。

常用的主要有三种类型，即扫描电子显微镜（SEM），透射电子显微镜（TEM）和反射电子显微镜（REM）。

它们通常相互结合使用，以深入了解样品的行为。电子显微镜通常将电子发射到样品上，并利用电子与样品的相互作用（根据显微镜的类型，可能是通过背散射、透射或释放二次俄歇电子）来构建样品的图像，并了解样品在特定环境/场景下的特性。这可以用来区分不同的机制/过程。

电子显微镜与我们对过敏反应的理解

尽管近年来电子显微镜技术在材料成像中的应用日益广泛，但几十年来，人们一直使用电子显微镜技术来成像和了解过敏反应的发生方式。

过敏反应有很多种类型，可能由多种不同的刺激引起，每一种都必须单独理解。无论具体领域如何，电子显微镜多年来一直是拓展我们对过敏反应理解的有力工具。

该领域最早的一些研究可以追溯到20世纪60年代。其中一个例子是1963年的一项研究，该研究调查了一种被称为过敏性肝坏死的超敏反应，这种反应会导致肝功能障碍和肝损伤。这种严重的疾病如果及时治疗是可以逆转的。

研究人员利用电子显微镜观察铁蛋白在组织内的定位和复合物形成过程，从而探究肝组织在坏死过程中的变化。这种方法使研究人员了解到，肝组织坏死是由于肝窦内免疫血栓引起的缺氧损伤造成的。

目前已有多项研究利用电子显微镜观察鼻黏膜（即鼻腔内的黏液层）及其过敏反应对其的影响。1975年的一项研究表明，当过敏原通过鼻腔吸入时，过敏反应对黏液膜的直接影响极小。相比之下，他们发现鞭毛细菌会直接附着在黏液膜上，并显著改变黏液层。

1985年，一项研究调查了急性和慢性过敏原如何改变鼻黏膜的形态和特征，以及鼻内息肉和自主神经系统紊乱在过敏患者中的表现。

2001年，电子显微镜被用于研究花粉——最常见的过敏原之一。该研究检测了六种不同草类的不同颗粒，以探究花粉释放的亚微米颗粒如何引发哮喘等呼吸系统疾病。

研究发现，禾本科植物中含有过敏原的颗粒在水合时会释放出细胞质，从而引发过敏反应。研究表明，进入鼻腔的花粉会迅速扩散，并穿过黏液层排出细胞质，从而引发过敏反应。研究还发现，由于花粉颗粒在破裂时会释放出含有过敏原的亚原子颗粒，它们可以深入肺部气道，引发类似支气管哮喘的症状。

电子显微镜在过敏反应研究中的未来

2020年，人们对过敏反应有了新的认识。一个研究小组成功鉴定了一种名为IgE的抗体的分子结构，并对许多过敏反应的基本机制提供了新的见解。

利用电子显微镜观察发现，该抗体具有非常刚性的结构，这与之前认为其具有柔韧性的想法相矛盾。研究还发现，该抗体的分子结构中含有许多过敏原结合部分。

研究小组对基于IgE的正在进行临床试验的治疗性抗体进行了研究，并了解了抗体识别和结合过敏原时所涉及的结构变化。

虽然该领域的研究已进行了50多年，但仍在持续取得成果。电子显微镜很可能在未来许多年内仍将被用于了解不同过敏反应的机制。